(共31张PPT)
5．4 化石燃料
学习目标
1.知道三大化石燃料，了解化石燃料储量有限，不可再生。知道化石燃料是人类宝贵的自然资源，初步形成节约资源的态度。
2．了解化石燃料的燃烧对环境的影响，认识使用和开发清洁燃料及绿色能源的重要性，增强环保意识。
3．认识化石燃料综合利用的重要性，知道煤和石油综合利用的一些主要产品。
4．认识燃料充分燃烧的重要意义。
01
课前梳理
知识点一 化石燃料
1．三大化石燃料。
__、____、______。
2．化石燃料的形成。
________的遗骸在地层深处高温、高压的条件下经过一系列复杂变化而形成的。
煤
石油
天然气
古代生物
3．化石燃料的组成
化石燃料 重要性 组成
煤 黑色的“金子” 复杂的______与______的混合物
石油 工业的“血液” 多种____化合物的混合物
天然气 洁净的__体燃料 主要成分是____，化学式为____
有机物
无机物
碳氢
气
甲烷
CH4
知识点二 化石燃料燃烧对环境的影响
1．温室效应。
化石燃料中含碳化合物的燃烧，导致空气中的________过多，造成温室效应。
2．酸雨。
化石燃料中所含的硫元素、氮元素等在燃烧时，会生成污染空气的__________________等，进而形成酸雨。
3．余热污染。
化石燃料燃烧的余热会污染水源，导致生物死亡。
4．炉渣固体废物污染。
二氧化碳
二氧化硫、二氧化氮
知识点三 化石燃料的综合利用
方式 煤的干馏或焦化 石油的分馏
原理 隔绝空气加强热，使煤分解 利用石油组分____不同，把它加热蒸馏而分开
产品 ____、煤焦油、焦炉煤气等 石油气、____、航空煤油、柴油、润滑油、重油、石蜡、沥青等
沸点
焦炭
汽油
02
课堂解析
重难点一 化石燃料
(1)化石燃料是由多种成分组成的混合物，是不可再生能源。
(2)化石燃料具有可燃性，但是石油在生活中一般不能直接作为燃料，否则不仅会浪费燃料，而且会造成环境污染。
[跟踪训练]1.吉林省松原地区盛产石油和天然气，回答下列问题。
(1)化石燃料是人类社会重要的自然资源，主要包括石油、天然气和________。
(2)天然气的主要成分是甲烷(CH4)。写出甲烷在空气中充分燃烧的化学方程式：___________________________________。
煤
重难点二 化石燃料燃烧对环境的影响及其综合利用
1．化石燃料燃烧对环境的影响。
(1)煤燃烧时产生二氧化硫、氮的氧化物等污染物，这些气体或气体在空气中发生反应后的生成物溶于雨水，会形成酸雨。
(2)汽车使用的汽油或柴油燃烧时产生的一氧化碳、未燃烧的碳氢化合物、氮的氧化物和烟尘等，会随尾气直接排放到空气中，造成污染。
(3)大量化石能源燃烧释放的二氧化碳会引起温室效应加剧，导致全球变暖。
2．减少化石燃料燃烧对环境的影响。
近年来，我国大力开展煤改电工程项目，把以煤炭为燃料的传统锅炉更换成电锅炉，有效地治理了大气污染。
3．化石燃料的综合利用。
(1)煤的综合利用。
(2)石油的综合利用。
[跟踪训练]2.化学源于生活，生活中蕴藏着许多化学知识。回答下列问题：
(1)近年来厨房燃料更新换代不断升级，如图所示：
煤燃烧可能产生的污染物有________(多选，填字母)。
A．一氧化碳 B．二氧化碳
C．二氧化硫 D．粉尘固体颗粒
ACD
(2)工业上常将水蒸气喷到灼热的煤炭层来实现煤的气化获取水煤气(CO和H2的混合气)，煤气化前，通常将煤块粉碎处理，其目的是_______________________________________；再通过水气变换增加CO2和H2的含量，降低CO含量，该过程的化学方程式为_________________________________。
增大煤与水蒸气的接触面积，使反应更充分
解题策略
课后练习
03
√
基础巩固
1．下列物质属于化石燃料的是( )
A．氢气 B．石油
C．乙醇 D．一氧化碳
2．天然气是家庭日常生活的常用燃料。下列说法不正确的是( )
A．天然气是一种不可再生的化石能源
B．天然气燃烧能放出热量
C．天然气完全燃烧时，会产生大量炭黑颗粒
D．发现家中天然气泄漏，立即关闭阀门，开窗通风
√
√
3．下列环境问题中，与煤燃烧无关的是( )
A．臭氧空洞 B．酸雨
C．雾霾 D．温室效应
4．下列变化属于物理变化的是( )
A．煤和石油的形成
B．天然气燃烧
C．石油分馏得到汽油、重油、柴油等
D．煤干馏得到焦炭、煤焦油、焦炉煤气等
√
5．燃料对人类社会的发展起重要的作用。
(1)化石燃料包括煤、石油、________。使用脱硫煤，可减少________气体的排放，防止降雨时形成酸雨。
解析：化石燃料包括煤、石油、天然气。使用脱硫煤，可减少二氧化硫气体的排放，防止降雨时形成酸雨。
天然气
二氧化硫
(2)化石燃料燃烧会产生二氧化碳。我国某些油田已实现将捕集来的二氧化碳输入岩层中驱油，并将二氧化碳封存在其中。该技术的应用既可以减缓________，又可以提高________。
解析：化石燃料燃烧会产生二氧化碳。我国某些油田已实现将捕集来的二氧化碳输入岩层中驱油，并将二氧化碳封存在其中。该技术的应用既可以减缓温室效应，又可以提高石油产量。
温室效应
石油产量
(3)现代社会对能量的需求不断增加，目前人们正在利用和开发的新能源之一是___________________。
解析：现代社会对能量的需求不断增加，目前人们正在利用和开发的新能源是太阳能、风能、潮汐能、核能、生物质能等。
太阳能(合理即可)
能力达标
√
6．从环境保护的角度考虑，下列燃料中最理想的是( )
A．煤气 B．酒精
C．汽油 D．氢气
7．我国海洋地质科技人员在广东沿海珠江口盆地东部海域首次钻获高纯度天然气水合物(俗称“可燃冰”)样品，并通过钻探获得可观的控制储量。下列说法正确的是( )
A．可燃冰形成的环境条件是低温高压
B．可燃冰与石油都属于可再生能源
C．可燃冰与氢能相比是较清洁的能源
D．可燃冰燃烧将热能转化为化学能
√
(1)CH4、C3H8两种物质中，氢元素的质量分数较大的是________________(填化学式)。
(2)倡导“家用燃料低碳化”的意义是___________________________。
(3)随着全球能源使用量的增长，化石燃料等不可再生能源将日趋枯竭。请提出一个缓解能源危机的设想：__________________________。
CH4
缓解温室效应(合理即可)
开发使用新能源(合理即可)
9．《2050年世界与中国能源展望》中提出，全球能源结构正在向多元、清洁、低碳转变。如图是不同年份中世界能源占比结构图，请回答下列问题。
(1)比较2015、2030、2050年能源结构，化石能源占比日益减少的是________________。
(2)天然气是比较清洁的能源，其主要成分完全燃烧的化学方程式为
__________________________________________。
煤炭、石油
(3)人们正在开发和利用的新能源有____________________(写出一种)。
(4)(多选)减少CO2排放已成为全球共识。下列做法符合低碳理念的是________(填字母)。
A．随手关灯
B．节约用纸
C．多使用一次性木筷
太阳能(合理即可)
AB(共31张PPT)
单元总结
01
网络构建
单元作业
02
√
1．下列物质的性质与用途，对应关系错误的是( )
A．金刚石硬度大，用于切割大理石
B．干冰升华吸热，用于人工增雨
C．石墨烯导电性强，用作新型电阻触摸屏的电极
D．氧气能支持燃烧，可用作燃料
√
2．下列有关碳及碳的氧化物的说法中，正确的是( )
A．碳的单质都是黑色的
B．植物光合作用可将CO2转变为O2
C．CO和CO2元素组成相同，它们的化学性质相似
D．金刚石和石墨都是碳单质，它们的相互转化是物理变化
√
3．液氢、煤油(含C、H元素)、液氧可用作神舟飞船运载火箭的推进剂，下列说法不正确的是( )
A．火箭发射时仅靠空气不足以使燃料充分燃烧
B．液氢和煤油完全燃烧的反应都是化合反应
C．液氢是高能燃料且燃烧后的产物无污染
D．飞船进入轨道后主要利用太阳能维持工作
√
4．如图是实验室制取气体的部分装置示意图，下列说法正确的是( )
A．用过氧化氢溶液制取O2，可选用装置②④组合
B．用装置①制取CO2，分液漏斗中应装稀硫酸
C．用装置③收集CO2，气体应从管口b通入
D．要做铁丝燃烧实验，用装置④收集O2时建议留部分水
√
5．元素化合价和物质类别是研究物质的两个重要维度。下图为碳元素的部分“价—类”二维图。下列说法正确的是( )
A．M为“混合物”
B．X点对应的物质只有一种
C．Y点对应的物质为CO2
D．CO可与Ca(OH)2反应生成CaCO3
6．石墨、活性炭和木炭在生产、生活中有着广泛的应用。
回答下列问题：
(1)(多选)石墨的用途可以是________(填字母)。
A．用于制铅笔芯
B．用作电极
C．用于切割大理石
AB
(2)活性炭作冰箱除味剂，是利用其________(填“物理”或“化学”)性质。
(3)木炭可用作燃料。木炭燃烧的化学方程式为_____________________。
物理
7．利用化学综合应用自然资源，可以使人类生活变得更加美好。请结合下图回答下列问题。
(1)石油分馏主要是利用石油中各成分的________不同，分离出的石蜡燃烧有水和二氧化碳生成，由此可判断出石蜡中一定含有________元素。
(2)天然气的主要成分是甲烷，甲烷完全燃烧的化学方程式为________________________________。利用天然气替代煤作燃料可减少________、二氧化氮等的排放，以减少酸雨的产生。若燃气灶的火焰呈现黄色或橙色，需将灶具的进风口________(填“调大”或“调小”)即可使燃料充分燃烧。
沸点
碳、氢
二氧化硫
调大
8．下图是实验室常用的气体发生装置和收集装置，请回答下列问题。
(1)仪器①的名称是________。
(2)实验室既可用于制取氧气又可用于制取二氧化碳的发生装置和收集装置的组合为________(填装置序号)。
集气瓶
BD
(3)实验室制取气体时，下列因素中，不需要考虑的是________(填字母)。
a．所要制取气体的颜色
b．试剂容易获得，能生成所要制取的气体
c.反应条件易于控制，反应速率适中
d．操作简便易行，安全可靠，节能环保
a
9．在实验室里，同学们欲用如图所示装置制取气体并验证其相关性质。
(1)实验室利用A装置制取O2，试管口略向下倾斜的原因是_______________________________，反应的化学方程式为______________________________________；利用O2________________________的性质，可采用排水法收集。
(2)下列反应物状态和反应条件的组合，适合于选用B装置制取气体的是________(填字母)。
A．反应物为固体和液体且反应需要加热
B．反应物为固体和固体且反应不需要加热
C．反应物为固体和液体且反应不需要加热
防止冷凝水倒流，使试管炸裂
不易溶于水且不与水反应
C
(3)在C装置中，左端放置用石蕊溶液染成紫色的干燥纸花，右端放置用石蕊溶液染成紫色的湿润纸花。向C装置中通入足量干燥的CO2，一段时间后，可观察到干燥纸花________，湿润纸花________。上述实验能证明CO2的化学性质是_________________________________________。
不变色
变红
二氧化碳能与水反应生成使石蕊变红的物质
(4)欲要同时证明CO2不支持燃烧和密度比空气大两点性质，在D与E装置中，你认为选用________装置进行操作更合理。
解析：D装置能使二氧化碳沿烧杯进入烧杯的底部，观察到下层蜡烛火焰先熄灭，上层后熄灭，说明二氧化碳不燃烧、不支持燃烧且密度比空气大，E装置未用玻璃片，可能会使上层的蜡烛先熄灭，故在D与E装置中，选用D装置进行操作更合理。
D
10．我国提出争取在2060年前实现碳中和，充分体现了解决气候问题的大国担当。“筑梦”活动小组开展了“低碳有我”实践活动，请回答下列问题。
【活动一】调查碳循环
(1)观察图1，自然界中消耗二氧化碳的途径有________________________(写出一条即可)。
(2)基于碳循环视角，实现碳中和可以从两方面进行：①减少碳排放；②_______________________。
(3)调查发现，我国的碳排放80%以上来自能源使用。要减少能源使用对大气中二氧化碳含量的影响，下列措施不可行的是________(填字母)。
A．严禁使用化石燃料
B．改进技术，提高能效
C．捕集能源使用过程中生成的二氧化碳，进行封存处理
光合作用(或海水吸收)
增加碳吸收
A
【活动二】探究碳“捕捉”
根据二氧化碳的性质，可以用水和碱溶液“捕捉”二氧化碳。为比较“捕捉”效果，小组同学设计如图2所示实验，装置a端连接压强传感器，测得烧瓶内压强与时间的关系曲线如图3所示。
(4)图2中，装置A、B、C注射器内的试剂分别是水、澄清石灰水、氢氧化钠浓溶液，x的数值为________；图3中丙曲线对应的应该是图2中的实验________(填“A”“B”或“C”)，B中澄清石灰水变浑浊，该反应常用于________。
30
C
检验CO2
(5)“碳封存”技术也是实现碳中和的重要途径之一。某实验基地通过一定技术将二氧化碳压缩存入地下，实现二氧化碳的封存。从微观角度分析，这一技术能够实现的原因是___________________________。
分子之间有间隔
H2
【活动四】聚力助低碳
(7)实现碳中和需要世界各国的共同关注和努力。我国已积极采取多种措施，如调整能源结构、开发使用新能源等。青少年也应积极助力低碳，你的做法是_______________________(写出一条即可)。
随手关灯(合理即可)(共16张PPT)
实验 二氧化碳的实验室制取与性质
1．实验室制取CO2时需用到的仪器是( )
A．铁架台、单孔塞、长颈漏斗、导管、集气瓶
B．大试管、导管、集气瓶、玻璃片、水槽
C．集气瓶、导管、玻璃片、酒精灯、单孔塞
D．集气瓶、锥形瓶、双孔塞、长颈漏斗、导管、玻璃片
√
2．下列关于实验室制取气体的说法中，正确的是( )
A．实验室可选用稀硫酸和块状大理石制取二氧化碳
B．用排水法收集氧气时，当观察到导管口有气泡冒出时立即开始收集
C．图甲所示装置作为气体发生装置时应将长颈漏斗伸入液面以下
D．用图乙所示装置收集氧气时，气体从b端通入
√
3．用如图所示的实验方案来验证二氧化碳的性质。下列说法不正确的是(注：整套装置的气密性良好，不考虑反应过程中水蒸气和HCl气体挥发的影响，且图乙、图丁中通入的气流缓慢)( )
A．图甲中活塞最后停留在12 mL处，可推知室温下10 mL水大约能溶解8 mL CO2
B．图乙中的试纸a由紫变红，可推知CO2能使石蕊变色
C．图丙中的试纸a由红变紫，可推知碳酸不稳定
D．图丁中下方的火柴先熄灭，可推知CO2不能燃烧也不支持燃烧，且密度比空气的大
√
4．如图是初中常见的实验装置，请结合所学的化学知识，回答问题。
(1)仪器①的名称是________。
解析：由题图可知，仪器①的名称为长颈漏斗。
长颈漏斗
(2)实验室制取二氧化碳常用的制取和收集装置是________(填序号)，收集得到的二氧化碳进行验满的方法是___________________________________________________________。
BD
将燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，说明二氧化碳已收集满
解析：实验室常用大理石或石灰石和稀盐酸反应制取二氧化碳，该反应的反应物为固体和液体，反应条件为常温，则发生装置选择B装置，因为二氧化碳密度大于空气密度，能溶于水且能与水反应，所以用向上排空气法收集二氧化碳，收集装置选择D装置；二氧化碳不能燃烧且不支持燃烧，则收集二氧化碳验满的方法是将燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，说明二氧化碳已收集满。
(3)实验室制得的二氧化碳气体中常含有少量HCl和水蒸气(饱和NaHCO3溶液可以除去氯化氢气体，浓硫酸具有吸水性)。为了制得纯净、干燥的二氧化碳气体，除杂装置的导管按气流方向连接顺序是__________(填序号)。
①a→b→c→d ②b→a→c→d
③c→d→a→b ④d→c→b→a
解析：除去二氧化碳中的氯化氢气体和水蒸气时，先利用饱和碳酸氢钠溶液除去氯化氢气体，再利用浓硫酸的吸水性除去水蒸气，所以除杂装置的导管按气流方向连接顺序为c→d→a→b，故选③。
③
5．化学是一门以实验为基础的科学，某校化学兴趣小组用如图所示装置制取二氧化碳并测定生成二氧化碳的体积，实验开始时他们通过分液漏斗将20 mL稀盐酸快速全部加入锥形瓶中后，立即关闭活塞，并记录量筒中水的体积，数据如表，请回答问题。
时间/min 1 2 3 4 5 6
量筒读数/mL 40 50 55 58 60 60
(1)写出装置甲中发生反应的化学方程式：______________________________________。
解析：稀盐酸与石灰石中的碳酸钙反应生成氯化钙、水和二氧化碳，化学方程式为CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑。
(2)装置丙中量筒最好选________(填“50 mL”“100 mL”或“150 mL”)。
解析：由题表可知，最终进入量筒中水的体积为60 mL，所以量筒的量程应大于60 mL且接近60 mL，因此最好选择100 mL的量筒。
CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑
100 mL
(3)装置乙中如果不加植物油会使测定结果________(填“偏大”或“偏小”)。
解析：二氧化碳可以溶于水，若不加入植物油，二氧化碳部分溶于水，会使测定结果偏小。
(4)根据以上实验数据分析，最终生成二氧化碳的体积为________mL。
解析：反应时加入锥形瓶中的稀盐酸也占据了一定空气体积，加入稀盐酸的体积为20 mL，反应后量筒内水的体积为60 mL，所以生成二氧化碳的体积为60 mL－20 mL＝40 mL。
偏小
40
6．某化学兴趣小组的同学开启了低碳行动项目式学习之旅。
(1)活动一：了解CO2的主要来源。
近几十年来，大气中CO2含量增多的主要原因是_________________________________________________。
化石燃料的燃烧(或森林的乱砍滥伐等，合理即可)
化学
②途径二：地球上的海水吸收。发生反应的化学方程式为__________________________。
CO2＋H2O===H2CO3
(3)活动三：探究CO2的其他人工消耗路径。
人工光合作用：发生反应的化学方程式为2CO2＋2H2O===2X＋O2，其中X的化学式为______________。
(4)活动四：制订生活中的低碳行动方案。
列举一例符合低碳理念的行为：_____________________________
____________________________________________________________。
CH2O2
节约用电(或乘坐公共交通工具出行或无纸化办公或使用新能源等合理即可)(共36张PPT)
5．2 碳
学习目标
1.了解金刚石与石墨的物理性质及主要用途，认识几种无定形碳及其主要用途。
2．明确物质性质与物质用途的关系。
3．知道一种元素可以因结构不同而组成几种不同的单质，结构不同则性质不同。
4．认识碳的性质，了解碳和一氧化碳的燃烧产物，知道完全燃烧和不完全燃烧的含义。
5．了解CO的毒性及使用煤炉的安全知识。
6．理解碳及其氧化物的相互转化关系。
01
课前梳理
知识点一 碳单质的物理性质与用途
1．金刚石和石墨。
物质 金刚石 石墨
物理 性质 无色透明，是自然界中____的物质 灰黑色，有____光泽，质软而滑腻，能导电、导热，耐高温
用途 做磨料、地质勘探的钻头和玻璃刀的刀头 制铅笔芯，做高温润滑剂、电极和熔炼金属的坩埚(石墨坩埚)
区别和 联系 碳原子排列方式不同，导致二者的物理性质____；都是由碳元素组成的单质，化学性质相似 最硬
金属
不同
特别提醒
物质的性质决定用途，根据物质的用途也可以推知相关的性质。
2. 无定形碳。
(1)种类：木炭、活性炭、焦炭和炭黑等。都具有疏松多孔的结构，具有相当强的吸附能力。
(2)木炭、焦炭是冶金和生活的常用燃料。
(3)活性炭：疏松多孔，具有______，可用于吸附材料。
(4)炭黑：常温时________，可制造油墨、墨汁等。
3．其他碳单质：富勒烯、石墨烯等，在材料科学、电子工业等方面有广阔的应用前景。
吸附性
非常稳定
知识点二 碳单质的化学性质
1．稳定性：常温下，碳单质的化学性质是非常稳定的。
2. 可燃性和还原性。
4．一氧化碳是____的气体，它与血液中血红蛋白结合的能力比氧气强二百多倍，会使血液失去输氧能力，出现中毒现象。所以，在室内使用含碳燃料时，要保证有充分的通风措施，确保安全。
有毒
02
课堂解析
重难点一 碳单质及其物理性质
碳有多种不同的单质，体现了物质的多样性。
金刚石无色透明，是自然界中最硬的物质，可以用来做磨料、地质勘探的钻头和玻璃刀的刀头。金刚石经过切割加工后，折光性强，光彩夺目，还可以做成贵重的装饰品。
石墨为灰黑色，有金属光泽，质软而滑腻，能导电、导热，耐高温，可用于制铅笔芯，做高温润滑剂、电极和熔炼金属的坩埚(石墨坩埚)。
焦炭、木炭、活性炭、炭黑等无定形碳，都具有疏松多孔的结构，具有相当强的吸附能力。
[跟踪训练]1.碳是自然界中最常见的元素之一，如图为部分碳单质的结构模型，图中小球表示碳原子。
(1)金刚石可用于切割大理石，所以它具有________的物理性质，石墨没有这种物理性质，这两种单质物理性质存在很大差异的原因是______________________________。
(2)石墨质软，利用该性质的一种用途是______________________。
(3)我国科学家成功合成的3 mm长的管状定向碳纳米管，长度居世界之首，碳纳米管与金刚石、石墨、C60均属于________(填“单质”或“化合物”)。
硬度大
碳原子的排列方式不同
做铅笔芯(合理即可)
单质
重难点二 碳单质的化学性质
物质的结构决定物质的性质，由于碳原子的最外层电子数是4，不容易得失电子，因此碳元素的化学性质在常温下较稳定；但在温度升高的情况下，碳元素的化学性质较活泼，表现出碳的可燃性和还原性：碳在氧气中完全燃烧生成二氧化碳，不完全燃烧生成一氧化碳；碳在加热或高温时可以和某些氧化物反应，夺取这些氧化物中的氧。
[跟踪训练]2.如图为一个正在燃烧的煤炉的示意图，请回答下列问题。
(1)煤炉中煤层上方的蓝色火焰是__________(填物质名称)在燃烧，反应的化学方程式为_______________________________________。
一氧化碳
(2)煤炉的进气口在煤炉的下方，在进气口煤的燃烧一般很充分，反应的化学方程式为_____________________________________________。
(3)煤炉中一氧化碳有两个来源：①________________________；②________________。(用化学方程式表示)
课后练习
03
√
基础巩固
1．下列有关金刚石和石墨的说法，错误的是( )
A．都是碳的单质
B．都由碳元素组成
C．都是黑色固体
D．碳原子排列方式不同
√
2．碳单质的性质与用途对应关系错误的是( )
A．石墨导电性好，可做电池电极
B．活性炭吸附性强，可作冰箱除味剂
C．金刚石硬度大，可制铅笔芯
D．炭黑常温下化学性质稳定，可制墨汁
√
3．下列有关碳单质燃烧的说法错误的是( )
A．金刚石、石墨和C60在氧气中充分燃烧，产物都是二氧化碳
B．碳单质在点燃的条件下与足量的氧气完全反应生成二氧化碳气体
C．碳在氧气不充足的情况下燃烧，会生成有毒的一氧化碳气体
D．等质量的碳单质，完全燃烧放出的热量与不完全燃烧放出的热量一样多
√
4．下列说法正确的是( )
A．一氧化碳燃烧时，产生黄色火焰，放出热量，生成二氧化碳
B．在室内放一盆水可防止一氧化碳中毒
C．碳完全燃烧生成一氧化碳
D．含碳燃料的燃烧常会产生一氧化碳，应及时通风，防止中毒
√
5．《墨经》记载“立窑烧烟法”的示意图如图所示，炉膛口较小，松木置于炉膛中燃烧，瓮中收集的黑烟(主要为炭黑)可用于制墨。下列说法错误的是( )
A．黑烟是由松木不完全燃烧产生的
B．炉膛口的大小和瓮的高矮会影响炭黑的产量
C．炭黑的主要成分是碳的化合物
D．常温下炭黑的化学性质不活泼
6．化学与我们的生活密切相关。会用化学眼光看物质世界，是学习化学知识后应具有的素养。根据已学知识填空：
(1)从物质的元素组成看，CO是由________________组成的。
解析：根据CO的化学式可知，它是由碳、氧两种元素组成的。
(2)从化学物质类别看，CO属于________(填“单质”或“化合物”)。
解析：CO属于化合物。
碳元素和氧元素
化合物
(3)从化学用语角度看，“C的不完全燃烧”可表示为
___________________________________。
在此反应中碳元素的化合价由0升高到________。
解析：碳的不完全燃烧是碳和氧气在点燃的条件下反应生成一氧化碳的过程，在变化过程中碳转化为一氧化碳，碳元素的化合价由0升高为＋2。
＋2
(4)从微观变化角度看，“CO燃烧”的微观模型示意图如图所示，请把下图“反应中”的内容填完整。
解析：化学变化过程是分子分裂为原子，原子重新组合成新分子的过程，据此补充反应的微观模型示意图。
答案：
能力达标
√
7．金刚石、石墨和C60都是由碳元素组成的单质，它们的性质存在着明显差异。原因是构成它们的原子( )
A．种类不同
B．大小不同
C．质量不同
D．排列方式不同
8．(1)“3D打印机”需要稳定的电源保证工作效率，以碳纳米管作为电极材料的柔性电池具有稳定性高、工作时间长、发热量小等特点，适合3D打印的需要，其结构示意图如图所示，请回答下列问题。
①电池中石墨表现出优良的________性能。
②石墨与金刚石都是碳的单质，它们的物理性质差异明显的原因是______________________不同。
导电
碳原子的排列方式
(2)天然气不充分燃烧时会产生炭黑或一氧化碳，这是因为天然气中含有碳元素，碳不完全燃烧也会产生一氧化碳，写出该反应的化学方程式：___________________，CO可以使人中毒，所以用煤炉烤火取暖时一定要注意安全。
(3)CO与CO2可以相互转化。CO2在高温下与碳反应生成CO的化学方程式是________________________。
素养提升
9．阅读下面科普短文：
石墨烯是世界上导电性最好的材料，其目前最有潜力的应用是成为硅的替代品，用石墨烯取代硅，计算机处理器的运行速度将会加快数百倍。
石墨烯在电子、复合材料、医疗健康等多领域具有广泛应用，不同领域的应用分布如图所示。
将含有石墨烯和碳纳米管两种纳米材料的水溶液在低温环境下冻干，去除水分、保留骨架，制造出的一种超轻固体材料被称为“全碳气凝胶”，是迄今为止世界上最轻的材料。“全碳气凝胶”还是吸油能力最强的材料之一，吸收量可高达自身质量的900倍。
纺织领域是石墨烯应用的新兴领域。纺织面料掺入石墨烯后，在低温情况下，石墨烯可将来自远红外线的热量传送给人体，改善人体微循环系统，促进新陈代谢。另外，纺织面料中的石墨烯片层结构中含有丰富的含氧基团，影响菌体的正常代谢，从而使菌体无法吸收养分直至死亡。
随着科技水平的提升，石墨烯作为一种基本材料，其应用会有越来越多的可能。
请依据短文内容回答下列问题：
(1)石墨烯与金刚石的组成元素相同，但石墨烯有良好导电性，而金刚石却没有导电性，原因是_________________________。
(2)石墨烯应用占比最高的领域是________________。
(3)下列说法错误的是________(填字母)。
A．石墨烯可用于制作新能源电池
B．石墨烯在常温下化学性质很活泼
C．“全碳气凝胶”可处理海上石油泄漏
碳原子的排列方式不同
电子领域
B
(4)纺织面料掺入石墨烯后具有的优点有_________________________
_____________________________________________________________________________________________(任写一条)。
在低温情况下，石墨烯可将来自远红外线的热量传送给人体，改善人体微循环系统，促进新陈代谢(或能抗菌抑菌，合理即可)(共32张PPT)
5．3 二氧化碳
第1节 热量 比热容
学习目标
1.掌握CO2的性质及用途。
2．初步学会二氧化碳的实验室制法，了解实验室制备气体的一般思路和方法。
3．认识自然界中的碳循环。
4．了解温室效应，初步形成低碳节能的态度和健康的生活方式。
5．能基于物质的性质和用途，从辩证的角度初步分析和评价二氧化碳的实际应用。
01
课前梳理
知识点一 二氧化碳的性质
物理 性质 __色、__气味的气体，__溶于水，密度__于空气；一定条件下能转化为固态二氧化碳——“____”
无
无
可
大
干冰
支持
呼吸
光合
H2CO3
红
H2O＋CO2↑
CaCO3↓＋H2O
2CO
知识点二 二氧化碳的实验室制法
实验试剂 ______与大理石(或石灰石)
实验原理 _________________________________________
实验装置
二氧化碳密度__于空气，可溶于水且易与水发生反应，因此一般采用__________法收集
稀盐酸
CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑
大
向上排空气
实验步骤 ①连接仪器并检查装置的______；
②将大理石(或石灰石)装入锥形瓶；
③从长颈漏斗加入稀盐酸直至浸没长颈漏斗下端管口，目的是____________________________；
④收集气体，检验和验满
检验和验满 ①检验：将生成的气体通入澄清石灰水中，澄清石灰水变____，证明该气体为二氧化碳；
②验满：将燃着的木条放在集气瓶瓶口，若木条____，说明气体已收集满
气密性
防止生成的气体从长颈漏斗逸出
浑浊
熄灭
知识点三 二氧化碳对人类生活和环境的影响
1. 二氧化碳的用途。
性质 对应用途
不燃烧也不支持燃烧，密度比空气大 灭火
光合作用的原料 气态肥料
干冰升华吸热 舞台云雾、人工增雨、制冷剂
与其他物质反应 化工原料
2.二氧化碳对人体健康的影响。
虽然二氧化碳没有毒性，但它不能供给呼吸，所以人在二氧化碳浓度偏高的环境中，会感到气闷、头痛乃至窒息死亡。因此在人群密集的地方要经常通风。
3．二氧化碳对环境的影响。
如果空气中的二氧化碳含量过高会导致温室效应。
(1)危害：地球气温上升，导致冰川融化、海平面升高，危及沿海城市，引起气候反常，土地沙漠化、农业减产。
(2)控制措施：发展低碳经济，减少二氧化碳的排放；提倡低碳生活，大力植树造林。
4．自然界的碳循环和氧循环。
(1)自然界CO2的产生途径：人类和动植物的呼吸作用；动植物残体被微生物分解；煤、石油、天然气等燃料的燃烧。
(2)自然界CO2的消耗途径：绿色植物的光合作用。
02
课堂解析
重难点一 二氧化碳的性质
二氧化碳在通常状况下是无色、无气味的气体；密度大于空气；不可燃烧，且不支持燃烧；可溶于水，能和水反应生成碳酸；能与澄清石灰水反应生成碳酸钙沉淀和水，该反应可用来鉴别 CO2。
[跟踪训练]1.下列关于二氧化碳性质的叙述不正确的是( )
A．二氧化碳不易溶于水
B．二氧化碳无色无味
C．固体二氧化碳俗称“干冰”，易升华
D．通常状况下，二氧化碳的密度比空气大
√
重难点二 实验室制取二氧化碳
确定制取气体时采用的实验装置，包括发生装置和收集装置。
(1)发生装置选择的依据是反应物的状态和反应条件。
(2)收集装置选择的依据是气体的密度和溶解性，一般分为排水法、向上排空气法、向下排空气法。排水法适用于不易溶于水且不与水发生反应的气体，如氧气、氢气等。
[跟踪训练]2.在实验室利用以下装置制取CO2气体。
(1)实验室制取二氧化碳的化学方程式为__________________________________。收集装置一般选用________(填字母)，是因为二氧化碳__________________的性质。
CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑
C
密度比空气大
(2)验证产生的气体是否为CO2的方法：将生成的气体通入____________，若________________________，证明是CO2。
(3)检验CO2是否收集满的方法：把燃着的木条放在____________，若木条熄灭证明已经集满。
澄清石灰水
澄清石灰水变浑浊
集气瓶口
课后练习
03
√
基础巩固
1．下列说法错误的是( )
A．二氧化碳能用于灭火，是因为它不能燃烧、不支持燃烧、密度比空气大
B．二氧化碳能用于制汽水，是因为二氧化碳不能支持呼吸
C．干冰能作制冷剂是因为干冰升华能吸收大量的热
D．二氧化碳能作气体肥料，是因为二氧化碳是光合作用的原料
√
2．下图为教材中的某实验，该实验的目的是( )
A．检验二氧化碳气体
B．探究二氧化碳能与水反应
C．探究二氧化碳能溶于水
D．探究水的组成
√
3．化学研究物质性质的目的是更好地将物质应用于生活，性质决定了用途。下列用途中只利用了二氧化碳物理性质的是( )
A．用作灭火器
B．用于人工增雨
C．用作气体肥料
D．用来生产汽水等碳酸饮料
4．用下图所示实验研究CO2的性质。
(1)可证明CO2能与水反应的现象是____________________________；能证明CO2密度比空气大的现象是__________________________。
(2)燃着的木条熄灭，由此可得出CO2具有的性质是________________________。
纸花1和3变红、纸花2不变红
纸花3比1先变红
不能燃烧也不支持燃烧
能力达标
5．实验室制取二氧化碳时，下列相关操作正确的是( )
√
6．下图是有关二氧化碳性质的实验，其中说法正确的是( )
A．实验①只能证明二氧化碳不支持燃烧
B．实验②试管中液面上升，澄清石灰水变浑浊
C．实验③可证明二氧化碳能使紫色石蕊溶液变红
D．实验④既可证明二氧化碳能溶于水，也可证明二氧化碳能与水反应
√
7．用大号针筒抽取200 mL二氧化碳气体，向试剂瓶中加入200 mL水(恰好加满)，塞紧双孔橡胶塞，连接大号针筒和试剂瓶，缓慢推动活塞，将二氧化碳注入水中。当向水中注入二氧化碳气体达到120 mL时，水中不再继续溶解二氧化碳，下列说法正确的是( )
A．试剂瓶中加入的水可以用矿泉水
B．推动活塞时尽量缓慢，目的是确保二氧化碳充分溶解
C．当水中不再继续溶解二氧化碳时，红色油柱开始向下移动
D．实验表明在该条件下，1体积水中能溶解1体积二氧化碳
√
8．小宇同学想要做实验室制取二氧化碳实验：
(1)写出实验室制取CO2的化学方程式：____________________________________。
(2)制取二氧化碳的发生和收集装置为 ____________(填序号)。
(3)干燥CO2气体，从装置E中的 ____________口通入。
CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑
BC
a
(4)(跨学科)模拟海洋生态系统。
①绿色植物在生态箱中通过呼吸作用和____________作用参与碳循环；
②小宇向生态箱中通入CO2，一段时间后烧杯中出现的现象为__________________；
③测得生态箱内pH下降，原因是______________________；
④请你结合生活实际列举一条减少大气中CO2排放量的具体措施：____________。
光合
澄清石灰水变浑浊
CO2与水反应生成碳酸
绿色出行
9．CO2性质探究：用如图甲装置实验，测得三颈烧瓶内压强变化情况如图乙所示。
(1)首先注入瓶中的试剂是___________ (填“蒸馏水”或“氢氧化钠溶液”)，bc段变化的原因是__________________________________________。
(2)对比曲线中bc段和de段，可证明______________________________。
蒸馏水
二氧化碳溶于水并与水发生反应
CO2能与氢氧化钠溶液发生反应(共27张PPT)
第五单元 燃料与二氧化碳
5．1 氢气
学习目标
1.知道氢气的物理性质。
2．了解氢气的燃烧过程及产物。
3．明确点燃氢气前为什么要验纯以及检验方法。
4.通过爆炸极限的学习，知道量变引起质变的规律。
5．认识氢气是理想的高能洁净燃料的原因，为开发氢能源留下悬念，激励同学们为社会可持续发展做贡献。
01
课前梳理
知识点一 氢气的物理性质
颜色 气味 密度(0.089 g/L) 溶解性
____ ______ 比空气__ __溶于水
无色
无气味
小
难
知识点二 氢气的化学性质
1．氢气的燃烧实验。
实验步骤 在带尖嘴的金属导管口点燃纯净的氢气，观察火焰的颜色。然后在火焰上方罩一个冷而干燥的烧杯(证明燃烧产物是水的方法)，观察现象
实验现象 氢气在空气中燃烧，产生______火焰；用烧杯罩在火焰的上方时，烧杯壁上有____生成，接触烧杯的手能感到发烫
化学方程式 ______________________
实验结论 纯净的氢气能在空气中燃烧，放出热量，生成水；因此，氢气是不产生污染物的洁净燃料
淡蓝色
水珠
2.检验氢气纯度的方法。
①收集一试管氢气，用拇指堵住试管口，使试管口稍向下倾斜；②接近酒精灯火焰，移开拇指点火。若听到轻微的“噗”声，表明氢气已____。若听到尖锐的爆鸣声，表明氢气____，这时要用拇指按住试管口一会儿，使氢气燃烧的火焰熄灭，再收集氢气、验纯，直至听到轻微“噗”声，说明氢气已纯净。
纯净
不纯
知识点三 理想的燃料
1．氢气的用途：氢气燃烧放热，常用作高能燃料；在加热或高温时，氢气可与许多物质发生反应，是一种重要的化工原料。
2．氢能源的三大优点：燃烧产物是水，对环境无污染；热值高；可以以水为原料制取，原料来源广泛。
3．氢能源未得到广泛应用的原因：不能廉价制取，不易安全地贮存和运输。
02
课堂解析
重难点 氢气的性质
氢气是一种无色、无气味、难溶于水的气体，在氧气中燃烧能发出淡蓝色火焰。空气里如果混有氢气的体积达到总体积的4%～74%，点燃时就会发生爆炸。这个范围叫作氢气的爆炸极限。正是由于这个原因，我们在使用氢气时，要特别注意安全。点燃氢气前，一定要检验氢气的纯度。
[跟踪训练]在相同的温度和压强下，相同体积的气体所含分子数相同。取同温同压(20 ℃、101 kPa)下体积均为2 L的氢气和氧气，用电火花点燃使其充分反应后，恢复到初始温度和压强。下列结论正确的是( )
①反应后剩余气体的体积为1 L
②反应后剩余的气体为氢气
③反应前后各元素的化合价都发生改变
A．①② B．①③
C．②③ D．①②③
√
课后练习
03
√
基础巩固
1．氢能源汽车在北京冬奥会华丽亮相，备受瞩目。下列关于氢气的说法不正确的是( )
A．氢气属于单质
B．氢气是无色、有气味的气体
C．氢气是最轻的气体
D．降温可使氢气变为雪花状的固体
√
2．检验氢气的纯度时，听到尖锐的爆鸣声，不应该采取的措施是( )
A．用拇指按住试管口一会儿，再收集
B．换用一支新试管再收集检验
C．换用排水法收集气体进行检验
D．直接用原试管再收集
3．氢气是一种应用前景非常好的新能源，但目前仍处在研究、试验阶段，还未广泛应用，其主要原因是( )
a．氢气燃烧对环境影响的评价问题尚无定论
b．氢气的制备耗能巨大，廉价制氢的技术尚未成熟
c．氢气贮存、运输等安全技术尚未解决
d．氢气燃烧时产生的热量低于相同质量的矿物燃料，经济效益欠佳
A．ab B．bc
C．cd D．ad
√
4．下列关于氢气的燃烧及验纯，说法不正确的是( )
A．氢气燃烧的火焰呈淡蓝色，燃烧的产物是水
B．检验氢气纯度时，判断氢气较纯净的现象是听到轻微的“噗”声
C．点燃氢气前一定要检验氢气的纯度
D．只要氢气不纯，点燃后就一定会发生爆炸
√
5．氢气作为一种洁净、高能燃料，越来越受到人们关注。某小组同学设计下图所示装置制取氢气并验证氢气在空气中燃烧。
回答下列问题：
(1)仪器a的名称是________。
水槽
(2)图1中，锌粒与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，反应的化学方程式是______________________________。
除采用图示方法外，还可以用_____________法收集氢气。
(3)点燃氢气前应先检验氢气的纯度。操作：试管中的水排尽后，________________________________________________________________；若发出________________，表明气体不纯。
Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑
向下排空气
用拇指堵住集满氢气的试管口，移出水槽，接近酒精灯火焰，移开拇指
尖锐的爆鸣声
(4)如图2，在尖嘴管管口点燃纯净的氢气，上方罩一个冷而干燥的烧杯。观察到的现象：纯净的氢气在空气中安静燃烧，______________________________________________________。
发出淡蓝色火焰，放出热量，烧杯内壁上有小水珠出现
能力达标
√
6．新能源汽车是未来汽车发展的方向。以下对氢气作汽车燃料的描述错误的是( )
A．原料来源可以是水
B．氢气转化为液态氢的过程中，微观粒子间间隔变大
C．燃烧产物无污染
D．燃烧时产生的热量高于同质量其他燃料
√
7．鉴别氢气、氧气、空气3瓶无色气体，最简便的方法是( )
A．观察颜色、闻气味
B．将气体分别通入蒸馏水中
C．将气体分别通入澄清石灰水中
D．将燃着的木条分别伸入3个瓶中
8．氢能源是理想能源，其开发一直是前沿科学研究的课题之一。科学家研发出一种以铝镓合金(镓：Ga)和水为原料制取氢气的新工艺，流程如图所示：
(1)氢气是一种能源，它在空气中燃烧的化学方程式是_________________________。
氢气被称为“绿色能源”的主要原因是_________________________________________。
燃烧产物是水，不污染环境(或产物无污染)
(2)反应①中镓的作用可能是______________________，该反应的化学方程式是____________________________________________。与电解水制取氢气相比，用铝镓合金和水为原料制取氢气的优点是_____________________________________________(答出一点即可)。
解析：铝镓合金中含有镓，反应后仍然有镓，推断镓可能是该反应的催化剂，起催化作用，即只有铝参与了反应，铝和水在催化剂的条件下反应生成了氧化铝和氢气。用催化剂制取氢气，反应在常温下即可进行，节约了能源。
催化作用(或作催化剂)
常温下就能发生反应，节约能源(答案合理即可)
素养提升
9．阅读短文，回答问题。
目前工业上制取氢气的方法主要是水煤气法(用碳和水蒸气高温生成一氧化碳和氢气)和电解水法。可这两种方法都要消耗大量能量，现在科学家已开始用太阳能和催化剂分解水来制取氢气。
氢气是非常危险的气体，动不动就爆炸。要是能把氢气变成类似金属的固体，使用起来就既方便又安全了。目前科学家已经在实验室中制得了金属氢。在低温高压下，每个氢原子非常紧密地挤在一起，得到金属氢。金属氢形成后，可保持稳定的状态。
(1)水煤气法制氢的化学方程式是______________________________；
用太阳能和催化剂分解水制氢的化学方程式是_________________________。
(2)目前氢能的开发和利用面临着许多困难，对此，金属氢的使用主要解决的困难是________________。
安全贮存和运输
(3)金属氢中氢元素的化合价为________。
从微观构成的角度来分析，氢气和金属氢的主要区别是____________________________________。
0
氢气由氢分子构成，金属氢由氢原子构成
